涂料技术
助剂对水基铸造涂料悬浮率和粘度的影响
研究了钠基膨润土、羧甲基纤维素钠(CMC)、白乳胶和三聚磷酸钠对水基铸造涂料悬浮率和粘度的影响以及它们之间的交互作用。实验表明:钠基膨润土、CMC可以显著提高涂料的悬浮率和粘度;白乳胶则降低涂料的悬浮率,但提高其粘度;三聚磷酸钠既降低涂料的悬浮性率又降低其粘度。发现它们之间存在对涂料悬浮率的交互作用,而对其粘度则无交互作用。 
水基铸造涂料价格低廉、安全可靠、性能稳定、运输方便、清洁无污染,在砂型铸造、金属型铸造、离心铸造、消失模铸造等方面都有着广泛应用,是未来铸造涂料发展方向之一[1]。在水基铸造涂料生产中,最常用的无机悬浮剂有钠基膨润土,有机悬浮剂有羧甲基纤维素钠(CMC),增稠剂有白乳胶,粘结剂有三聚磷酸钠[2-4]。但关于这些助剂材料对涂料最重要的技术指标———悬浮率和粘度的影响及其交互作用的研究,鲜见报道。本文选用中性的铝矾土作水基涂料的骨料,研究了钠基膨润土、CMC、白乳胶和三聚磷酸钠等助剂对涂料悬浮率和粘度的影响,探讨了这几种助剂之间的交互作用,为水基铸造涂料的研究提供参考。
1·实验材料及方法
铝矾土,320目(贵州七砂产);钠基膨润土(河南信阳产);羧甲基纤维素钠(CMC);三聚磷酸钠;白乳胶;润湿剂:OP-10;消泡剂:JFC。
涂料悬浮率采用100mL圆柱量筒,静置6、24h澄清法;其粘度采用100mL、准6mm流杯法。将钠基膨润土、白乳胶、CMC、三聚磷酸钠在使用前,用特定工艺引发、溶解,制成浆料,72h后使用。工艺过程如下:

工艺过程
 

表1

表2

表3
 
      
  
  
  
  
 
  
 
 
    水基铸造涂料价格低廉、安全可靠、性能稳定、运输方便、清洁无污染,在砂型铸造、金属型铸造、离心铸造、消失模铸造等方面都有着广泛应用,是未来铸造涂料发展方向之一[1]。在水基铸造涂料生产中,最常用的无机悬浮剂有钠基膨润土,有机悬浮剂有羧甲基纤维素钠(CMC),增稠剂有白乳胶,粘结剂有三聚磷酸钠[2-4]。但关于这些助剂材料对涂料最重要的技术指标———悬浮率和粘度的影响及其交互作用的研究,鲜见报道。本文选用中性的铝矾土作水基涂料的骨料,研究了钠基膨润土、CMC、白乳胶和三聚磷酸钠等助剂对涂料悬浮率和粘度的影响,探讨了这几种助剂之间的交互作用,为水基铸造涂料的研究提供参考。
1·实验材料及方法
铝矾土,320目(贵州七砂产);钠基膨润土(河南信阳产);羧甲基纤维素钠(CMC);三聚磷酸钠;白乳胶;润湿剂:OP-10;消泡剂:JFC。
涂料悬浮率采用100mL圆柱量筒,静置6、24h澄清法;其粘度采用100mL、准6mm流杯法。将钠基膨润土、白乳胶、CMC、三聚磷酸钠在使用前,用特定工艺引发、溶解,制成浆料,72h后使用。工艺过程如下:

工艺过程
2·助剂对悬浮率和粘度的影响 
2.1涂料配比
为了真实地反映出助剂材料种类及其加入量对涂料悬浮率和粘度的影响,必须消除耐火骨料酸碱性对试验结果的干扰,故选用刚玉化程度很高的、化学呈中性的[5]贵州产铝矾土作涂料骨料。所用涂料配方均以铝矾土为100%,其它助剂材料占铝矾土质量百分数(所有配方均同)计量。选取4因素3水平涂料配比正交表,见表1。涂料密度控制在1.80g/cm3,实验方案及测试结果见表2。对表2中的数据进行极差分析,结果见表3。
 
2.1涂料配比
为了真实地反映出助剂材料种类及其加入量对涂料悬浮率和粘度的影响,必须消除耐火骨料酸碱性对试验结果的干扰,故选用刚玉化程度很高的、化学呈中性的[5]贵州产铝矾土作涂料骨料。所用涂料配方均以铝矾土为100%,其它助剂材料占铝矾土质量百分数(所有配方均同)计量。选取4因素3水平涂料配比正交表,见表1。涂料密度控制在1.80g/cm3,实验方案及测试结果见表2。对表2中的数据进行极差分析,结果见表3。

表1

表2

表3
2.2实验结果分析 
由表3中极值R的大小可知,影响悬浮率最显著的因素是白乳胶,钠基膨润土对24h悬浮率影响较大;影响粘度的因素从强到弱排序是钠基膨润土、白乳胶、三聚磷酸钠和CMC。由表3还可知,随着钠基膨润土或CMC加入量的提高,涂料的悬浮率是上升的;随着三聚磷酸钠或白乳胶加入量的增加,涂料的悬浮率是下降的。随着三聚磷酸钠加入量的提高,涂料的粘度是大幅度下降的;而随着钠基膨润土、CMC、白乳胶含量的增加,涂料粘度大幅度提高。
        
 
     			 
  
  
由表3中极值R的大小可知,影响悬浮率最显著的因素是白乳胶,钠基膨润土对24h悬浮率影响较大;影响粘度的因素从强到弱排序是钠基膨润土、白乳胶、三聚磷酸钠和CMC。由表3还可知,随着钠基膨润土或CMC加入量的提高,涂料的悬浮率是上升的;随着三聚磷酸钠或白乳胶加入量的增加,涂料的悬浮率是下降的。随着三聚磷酸钠加入量的提高,涂料的粘度是大幅度下降的;而随着钠基膨润土、CMC、白乳胶含量的增加,涂料粘度大幅度提高。
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